【HyperMesh寶典】之2D網格劃分概述 01.gif

 

注意囉,本講很短,但是非常重要。因為本講介紹的是整個HyperMesh中的最核心部分——2D網格。而本講只做總體介紹,對2D網格劃分各個環節的詳細講解會在後面幾講依次展開。

 

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2D網格除了直接用於鈑金件/注塑件/焊接件的中面網格外,還用於四面體的外表面三角形單元和六面體網格劃分中的起始面和路徑面網格。

HyperMesh集成了2D網格相關的一系列十分強悍的工具,只要掌握了基本思路和一些常用工具就可以很輕鬆地劃出高品質的2D網格。

在正式開始我們的2D網格劃分話題之前,我們需要先瞭解幾個和2D網格相關的HyperMesh控制選項。

 
 
 
 
 

 

01

 

平均單元尺寸預設設置

Topology revision設置

網格特徵角

平均單元尺寸預設設置會被automesh等面板自動繼承,因為要反復調用這些面板,所以最好把這個值設置為合適的值。

Topology revision設置決定了當幾何發生更改的時候網格會如何更改,有保留、刪除、重劃分、高級重劃分4個選項。

保留:一般常用於六面體網格劃分過程,因為此時通常網格和幾何的關聯關係已經不在了。

刪除:很少用到該選項。

重劃分:幾何發生更改時網格自動重新生成,這是老版本的功能,如果節點脫離幾何後這些網格不會被更新,而是簡單的再生成一次網格,很多時候特別是處理BatchMesher生成的網格時這樣做會出問題(出現互相交疊的網格)。

高級重劃分HyperMesh會在幾何發生更改的地方智能更新網格以保持網格和幾何的關聯關係。目前絕大部分情況應該使用該選項。

特徵角的設置會影響對單元進行局部重劃分時特徵線的自動識別,如果該值過大對單元進行網格重劃分時容易丟失特徵線。

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02

 

網格線

單元handle顯示方式控制

 

 

03

 

單元品質

幾何清理設定檔設置

這兩個檔有非常多的選項,我們會在BatchMesher那一講進行詳細介紹。

 

幾何清理容差的預設值設置

幾何特徵角

幾何拾取容差

幾何清理容差是非常重要的概念,會對眾多面板的行為產生影響。我們放在automesh那一講中進行詳細介紹。

幾何特徵角的大小決定了進行自動硬點清理時edge上哪些地方會保留硬點。

幾何拾取容差決定了滑鼠周圍多少圖元範圍內可以選中物件,比如point。如果該值太小,那麼在幾何清理時會很難選中point,但是如果設置太大又會造成容易無法區分選中硬點附近edge上的任意位置。

 

 

幾何顯示方式

網格顯示方式控制

這些設置都很簡單。但是由於我們經常需要很長時間處理模型。把模型的線條、顏色、透明度等調成自己覺得舒服的值可以讓工作變得輕鬆愉快一些。

 
 

無論要生成哪種2D網格,都可以從幾何和網格兩個方面入手,幾何和網格各有優點。大體上來說幾何效率更高而網格更靈活。在HyperMesh中幾何和網格是融合的,功能上有很強的互補性,很多時候也可以相互替代,所以不必執著於某一種,哪種方便就選擇哪種。

不同類型零件的各自特點決定了劃分網格會遇到的問題以及解決問題的方式會不一樣。

鈑金件網格劃分的主要困難在於大量小尺寸特徵和較大的單元之間的矛盾,在加強筋附近使用較大的單元難以捕捉到一些細小的曲面特徵,也容易產生單元品質問題。隨著單元尺寸的減小該問題會變得越來越容易解決,某些公司已經可以大範圍地使用BatchMesher批次處理網格劃分程式生成鈑金件網格了。

注塑件和鑄造件的主要困難在於生成高品質的拓撲連接關係正確的中面幾何,一般複雜度的中面HyperMesh都可以很容易處理。特別複雜的中面往往需要手工干預,這個話題我們在後面幾期將會跟各位介紹,不清楚的同學記得持續關注我們喔!!

 

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鑄造件/注塑件的2D網格劃分流程如下:

 

 

      接下來我們通過一個例子來演示一般的2D網格劃分流程:

     

 

 

四面體外表面網格劃分的主要困難是如何捕捉零件中數量繁多的圓角、圓柱等幾何特徵,同時還要控制單元品質。SimLab是四面體網格劃分方面的首選工具,後面介紹四面體網格劃分的時候會進行詳細介紹。目前的HyperMesh也有一部分特徵識別以及針對特徵進行網格參數控制的能力。該功能可以在下拉式功能表Mesh>Mesh Controls找到。

 

該工具的使用方法和普通的HyperMesh網格工具差別較大,需要先對各種特徵進行分組,然後對每一組分別施加網格控制。不同特徵的控制有不同的參數,比如圓角需要指定沿著軸線方向的單元長度和圓弧方向占的圓心角而圓柱需要指定沿著軸線方向的單元長度以及每個孔等分成多少份。具體請參考下面的視頻演示。

 

 

 

劃分六面體的起始面和路徑面2D網格的主要困難是如何得到排列整齊的四邊形網格,儘量使網格正交並且盡可能減少起始面上的三角形單元。由於六面體網格劃分經常會忽略一些細小特徵,所以2D網格有時候會脫離曲面。

下面兩個圖中給出了一般的2D網格和六面體網格劃分中需要的2D網格不同需求。

 

一般的2D單元

 

 

六面體網格劃分中需要的2D網格

 

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絕大部分情況下,我們使用automeshBatchMesher對幾何清理好的零件進行網格劃分,劃分網格的大部分時間是在反復調整特徵點和特徵線,目的是為了讓網格看起來更加美觀。如果對網格不追求整齊美觀而只是做單元品質指標上的要求,那麼HyperMesh基本上可以全自動化實現。

 

對網格的檢查包括的方面

1.  和原始幾何的貼合程度,如果是一般的結構分析,使用automeshBatchMesher劃分得到的網格直接是滿足這個要求的,但是我們需要檢查是否有曲面劃分網格失敗。

2.  局部特徵的處理,比如圓孔周邊需要劃分washer,翻邊需要劃分成若干排單元等。

3.  單元連接關係,一般只要幾何的連接關係是好的,網格的連接關係也不會有問題。而且對單元進行連接關係的檢查比只檢查幾何要困難一些,所以推薦在幾何上處理連接關係。對於複雜的模型,對最終網格的仔細檢查是必須的一個步驟。

4.  單元品質,具體需要檢查的專案取決於求解器和具體的分析要求,我們會在automesh一講進行介紹。

5.  單元法向,這是經常被忽略的,有時會對計算結果產生很大的影響,建議都調整到一致的法向。

 

 
 

本講到這裡就結束了,後續我們會對幾何清理、網格劃分、單元檢查和單元編輯各個方面進行詳細介紹。

 

 
 
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